CN100370288C - 相位差膜、偏光元件、液晶面板和液晶显示装置 - Google Patents

相位差膜、偏光元件、液晶面板和液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含有聚合物膜的拉伸膜的相位差膜，该聚合物膜在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数(m2/N)的绝对值为小于或等于50×10-12，该相位差膜满足下列表达式(1)和(2)：Re[450]＜Re[550]＜Re[650] …(1)Rth[550]＜Re[550] …(2)。在表达式(1)和(2)中：Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值。

Description

相位差膜、偏光元件、液晶面板和液晶显示装置
本申请基于联邦法典第35篇第119节，要求2005年2月8日提交的日本专利申请第2005-31678号的优先权，其在此并入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种相位差膜，以及均使用该相位差膜的偏光元件、液晶面板和液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置由于其诸如薄、轻以及低功耗之类的性能而引起关注，并且广泛应用于：便携式设备，例如移动电话和手表；办公自动化(OA)设备，例如个人计算机监视器、膝上型个人计算机；以及家用电器，例如摄像机和液晶电视。因为液晶显示装置的显示性能随着观看屏幕的角度而变化和液晶显示装置不能在高温和极低温度下工作的缺点已经被技术革新所克服，液晶显示装置得到了广泛应用。然而，广泛的应用根据用途要求不同的性能。例如，传统的液晶显示装置的视角性能在白色/黑色显示之间的斜向对比度仅仅为大约10。该限定来自黑色墨水印刷在报纸、杂志等的白纸上的对比度。然而，由于有多人同时观看显示屏，因此用于大型固定电视的液晶显示装置需要从不同视角观看都能良好地显示。即，例如白色/黑色显示之间的对比度必须大于或等于20。一个人在不移动的情况下观看大型显示屏的四个角与一个人从不同的视角方向观看屏幕是可以比较的。因此，重要的是液晶面板在整个屏幕上均匀显示或者显示不存在色彩不均匀。
因此，液晶显示装置采用了各种相位差膜以改进视角性能。但是，采用传统相位差膜的大型液晶显示装置的问题在于，例如斜向对比度降低和图像色彩(也称作斜向色移)随视角而变化，从而在液晶面板的整个屏幕上提供了不均匀的显示。此外，液晶显示装置的背光长时间打开会由于偏光片的收缩应力或背光的热而导致相位差值偏移或不均匀的问题，从而进一步降低了屏幕的显示均匀性。
通常，建议将具有在较短波长下提供较小相位差值的性能(也称作反向波长色散性能)的聚合物膜的拉伸膜作为相位差膜(例如，JP2002-221622 A和JP 2001-091743 A)。相位差膜的其它例子包括：含有具有芴重复单元的聚碳酸酯共聚物作为主要成分的聚合物膜的拉伸膜(JP 2002-221622 A)；以及含有纤维素酯作为主要成分的聚合物膜的拉伸膜(JP 2001-091743 A)。但是，这些聚合物膜的拉伸膜中的每一种的问题都在于，容易导致相位差值的偏移或者不均匀，并且采用这些拉伸膜中的每一种的液晶显示装置提供了不均匀的显示。而且，聚合物膜的拉伸膜的每一种的问题均在于很难获得预期的光学性能(例如相位差值和折射率分布)。
发明内容
为了解决上述问题而完成本发明，并且本发明的目的是提供一种具有小的光弹性系数的绝对值、显示反向波长色散性能、具有优异的成型性、并且为液晶显示装置提供改进的显示性能或者显示均匀性的薄相位差膜。
为了实现上述目的，本发明的发明人进行了深入研究，并且已经发现该目的能够通过下文所述的相位差膜、偏光元件和液晶面板来实现。因而完成了本发明。
根据本发明的一个方面，提供了一种相位差膜。该相位差膜包括在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数(m2/N)的绝对值为小于或者等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜，该相位差膜满足下列表达式(1)和(2)：
Re[450]＜Re[550]＜Re[650]  ...(1)
Rth[550]＜Re[550]          ...(2)
在表达式(1)和(2)中：Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值。
在本发明的一个实施方式中，相位差膜的厚度为20μm到200μm。
在本发明的另一个实施方式中，相位差膜的Re[550]为20nm到400nm。
在本发明的仍然另一个实施方式中，相位差膜的Re[450]/Re[550]为0.70-0.99。
在本发明的仍然另一个实施方式中，相位差膜的Nz系数为大于0并且小于1。
在本发明的仍然另一个实施方式中，相位差膜的Rth[550]为10nm到200nm。
在本发明的仍然另一个实施方式中，聚合物膜的玻璃态转化温度(Tg)为90℃到185℃。
在本发明的仍然另一个实施方式中，聚合物膜含有具有由下列通式(I)所代表的化学结构的聚缩醛类树脂作为主要成分。
在通式(I)中：R1代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或环状的烷基，具有1到4个碳原子的直链或支链的烷氧基，卤原子，卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；R2和R3不同时为氢原子。
在本发明的仍然另一个实施方式中，聚合物膜含有具有由下列通式(II)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛类树脂作为主要成分。
在通式(II)中：R1代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或环状的烷基、具有1到4个碳原子的直链或支链的烷氧基，卤原子，卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；R2和R3不同时为氢原子；并且1代表1或者更大的整数。
在本发明的仍然另一个实施方式中，聚合物膜含有具有由下列通式(III)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛(polyvinyl acetal-based)类树脂作为主要成分。
Figure C20061000329300101
在通式(III)中：R1、R5和R6各自独立地代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或环状的烷基，具有1到4个碳原子的直链或支链的烷氧基，卤原子，卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；R2和R3不同时为氢原子；R7代表氢原子、具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，苄基，甲硅烷基，磷基(phosphoric group)，酰基，苯甲酰基或者磺酰基；并且l、m和n各自代表1或者更大的整数。更具体地说，将l、m和n的总量作为100mol％，l为5-30mol％，m为20-80mol％，n为1-70mol％。
根据本发明的另一个方面，提供了一种偏光元件。该偏光元件包括相位差膜和偏光片。该相位差膜包括在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数(m2/N)的绝对值为小于或者等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜；并且该相位差膜满足下列表达式(1)和(2)：
Re[450]＜Re[550]＜Re[650]  ...(1)
Rth[550]＜Re[550]  ...(2)。
在表达式(1)和(2)中：Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值。
在本发明的一个实施方式中，相位差膜和偏光片被直接层积在一起。
在本发明的另一个实施方式中，相位差膜和偏光片通过粘合层被层积在一起。
在本发明的仍然另一个实施方式中，偏光元件进一步包括位于相位差膜和偏光片之间的保护层。
根据本发明的仍然另一个方面，提供了一种液晶面板。该液晶面板包括含有相位差膜和偏光片的偏光元件；以及液晶单元。偏光元件内的相位差膜包括在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数(m2/N)的绝对值为小于或等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜；并且该相位差膜满足下列表达式(1)和(2)：
Re[450]＜Re[550]＜Re[650]  ...(1)
Rth[550]＜Re[550]          ...(2)。
在表达式(1)和(2)中：Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值。
在本发明的一个实施方式中，偏光元件被配置在液晶单元的一侧。
在本发明的另一个实施方式中，偏光元件被配置在液晶单元的两侧。
在本发明的仍然另一个实施方式中，液晶面板的驱动模式包括TN模式、VA模式、IPS模式、均匀ECB模式、OCB模式和HAN模式。
根据本发明的仍然另一个方面，提供了一种液晶显示装置。该液晶显示装置包括上述液晶面板。
本发明切实可行地提供了一种具有小的光弹性系数并且满足下述表达式(1)和(2)的相位差膜。结果，提供了具有优异的显示性能的液晶显示装置，并且防止了采用传统的相位差膜的液晶显示装置所具有的液晶显示装置的屏幕显示不均匀的问题。迄今尚未获得具有小的光弹性系数的绝对值并且满足下述表达式(1)和(2)的相位差膜。与此相反，根据本发明，将具有预定收缩率的可收缩膜附着到含有具有特定结构的聚乙烯醇缩醛作为主要成分的聚合物膜的每一侧，并且整体进行热拉伸，从而切实可行地提供一种具有小的光弹性系数的绝对值并且具有预期光学性能的相位差膜。该聚合物膜具有优异的成型性、拉伸性和相位差值的稳定性。而且，通过拉伸，该聚合物膜具有优异的取向性能，因而厚度比传统膜小得多的聚合物膜能够达到预期的相位差值(例如，λ/2和λ/4的相位差值)。
Re[450]＜Re[550]＜Re[650]  ...(1)
Rth[550]＜Re[550]          ...(2)。
注意，Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值。
附图说明
在附图中：
图1是显示根据本发明的相位差膜的典型生产过程的概念的示意图；
图2A到2C各自是说明根据本发明的偏光元件的典型优选实施方式的截面示意图；
图3是显示本发明中所使用的偏光片的典型生产过程的概念的示意图；
图4A到4D各自是根据本发明的典型优选实施方式的液晶面板的透视示意图；
图5是说明通过使用另一种相位差膜来消除(cancel)相位差值的方法的典型原理图；
图6是根据本发明优选实施方式的液晶显示装置的截面示意图；
图7是实施例4中获得的液晶显示装置的斜向对比度的等高线图；和
图8是实施例4中获得的液晶显示装置的斜向的xy色度图。
具体实施方式
A.相位差膜
A-1.相位差膜的概述
根据本发明的实施方式的相位差膜包括在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数(m2/N)的绝对值为小于或者等于50×10-12的聚合物膜的拉伸膜；并且该相位差膜满足下列表达式(1)和(2)：
Re[450]＜Re[550]＜Re[650]  ...(1)
Rth[550]＜Re[550]          ...(2)。
在表达式(1)和(2)中：Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm波长的光测量的厚度方向的相位差值。
根据本发明的实施方式的相位差膜通常被配置在液晶单元的至少一侧上。因此，可以减少从液晶显示装置斜向的漏光(light leak)。而且，可以增大液晶显示装置的斜向对比度，并且可以减少液晶显示装置的斜向色移。此外，该相位差膜可以被用作波长板(wave plate)，例如，面内相位差值为大约1/4光波长的λ/4板(通常为可见光区域)或者面内相位差值为大约1/2光波长的λ/2板(通常为可见光区域)。但是本发明的相位差膜的用途不限于这些用途。
相位差膜的厚度可以根据目的来适当选择。根据本发明的实施方式，优选相位差膜的厚度为20μm到200μm，更优选30μm到180μm。在相位差膜被用作λ/4板的情况下，优选相位差膜的厚度为40μm到140μm，特别优选60μm到120μm。在相位差膜被用作λ/2板的情况下，优选相位差膜的厚度为130μm到230μm，特别优选150μm到210μm。厚度在上述范围内能够提供具有优异的机械强度或者光学均匀性并且满足下述A-2部分所述的光学性能的相位差膜。
A一2.相位差膜的光学性能
在本发明的说明书中，Re[550]指的是在23℃下利用波长为550nm的光测量的面内相位差值。Re[550]能够通过表达式Re[550]＝(nx-ny)×d(其中，nx和ny分别代表在550nm的波长下相位差膜的慢轴方向和快轴方向的折射率，d(nm)代表相位差膜的厚度)来确定。注意，慢轴指的是提供最大面内折射率的方向，快轴指的是在同一平面内垂直于慢轴的方向。Re[450]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm和650nm的光测量的面内相位差值。
在本发明的一个实施方式中，优选相位差膜的Re[550]为20nm到400nm，更优选80nm到350nm。在相位差膜被用作λ/4板的情况下，优选相位差膜的Re[550]为100nm到180nm，更优选110nm到170nm，特别优选120nm到160nm，最优选130nm到150nm。在相位差膜被用作λ/2板的情况下，优选相位差膜的Re[550]为220nm到300nm，更优选230nm到290nm，特别优选240nm到280nm，最优选250nm到270nm。Re[550]处于上述范围内可以增大液晶显示装置的斜向对比度。Re[550]可以通过在对要使用的聚合物膜进行拉伸的过程中调节拉伸比或者拉伸温度而进行控制。
通常，光学元件(或者相位差膜)的相位差值可以根据波长而变化。这种性能被称作相位差膜的波长色散性。本发明的相位差膜具有在较短波长下提供较小相位差值的性质(也称为反向波长色散性)，并且满足表达式Re[450]＜Re[550]＜Re[650]。在本发明的说明书中，波长色散性可以从比率Re[450]/Re[550]来测定，Re[450]/Re[550]是在23℃下通过利用波长为450nm和550nm的光测量的面内相位差值之间的比率。
本发明的相位差膜的Re[450]/Re[550]小于1，优选为0.70-0.99，更优选为0.76-0.92，特别优选0.80-0.88，最优选0.82-0.86。Re[450]/Re[550]处于上述范围内可以在宽的可见光区域内提供均匀的相位差值。因此，在宽的波长范围内的光从采用该相位差膜的液晶显示装置内均匀地泄露(leak)，并且进一步降低了液晶显示装置的斜向色移。特别是，采用该相位差膜的液晶显示装置减少了蓝色区域内的漏光，并且防止了显示图像的蓝色着色(blue coloring)。Re[450]/Re[550]可以通过例如下述树脂的取代基种类或者结构单元的摩尔比来进行调节。本发明的相位差膜的Re[550]/Re[650]小于1，优选为0.76-0.99，更优选0.80-0.98，特别优选0.84-0.97，最优选0.92-0.95。Re[450]/Re[650]处于上述范围内可以在宽的可见光区域内提供均匀的相位差值。因此，在宽的波长范围内的光从采用该相位差膜的液晶显示装置内均匀地泄露，并且进一步降低了液晶显示装置的斜向色移。特别是，采用该相位差膜的液晶显示装置减少了红色区域内的漏光，并且防止了显示图像的红色着色(red coloring)。Re[550]/Re[650]可以通过例如下述树脂的取代基种类或者结构单元的摩尔比来进行调节。
在本发明的说明书中，Rth[550]指的是在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值。Rth[550]能够通过表达式Rth[550]＝(nx-nz)×d(其中，nx和nz分别代表在550nm的波长下相位差膜的慢轴方向和厚度方向的折射率，d(nm)代表相位差膜的厚度)来确定。注意，慢轴指的是提供最大面内折射率的方向。
本发明中要使用的相位差膜的Rth[550]满足表达式Rth[550]＜Re[550]。满足该表达式的Rth[550]提供了适当的斜向相位差值，从而增大了液晶显示装置的斜向对比度。Rth[550]根据相位差膜的Nz系数(如下文所述)来适当地选择。在本发明的实施方式中，优选Rth[550]为10nm到200nm，更优选40nm到175nm。在本发明的另一个实施方式中，优选Rth[550]为5nm到100nm，更优选20nm到90nm。在本发明的仍然另一个实施方式中，优选Rth[550]为15nm到300nm，更优选60nm到270nm。例如，在本发明的相位差膜被用作Nz系数为0.5的λ/4板的情况下，优选相位差膜的Rth[550]为50nm到90nm，更优选55nm到85nm，特别优选60nm到80nm，最优选65nm到75nm。例如，在本发明的相位差膜被用作Nz系数为0.5的λ/2板的情况下，优选相位差膜的Rth[550]为110nm到150nm，更优选为115nm到145nm，特别优选120nm到140nm，最优选125nm到135nm。Rth[550]可以通过以下方式进行控制：在拉伸要使用的聚合物膜的过程中适当地调节拉伸比或者拉伸温度；或者适当调节下述可收缩膜的收缩率。
本发明的相位差膜的Rth[450]/Rth[550]小于1，优选0.70-0.99，更优选0.76-0.92，特别优选0.80-0.88，最优选0.82-0.86。Rth[450]/Rth[550]处于上述范围内可以在宽的可见光区域内提供均匀的相位差值。因此，在宽的波长范围内的光从采用该相位差膜的液晶显示装置内均匀地泄露，并且进一步降低了液晶显示装置的斜向色移。特别是，采用该相位差膜的液晶显示装置减少了蓝色区域内的漏光，并且防止了显示图像的蓝色着色。本发明的相位差膜的Rth][550]/Rth[650]也小于1，优选为0.76-0.99，更优选0.80-0.98，特别优选0.84-0.97，最优选0.92-0.95。Rth[550]/Rth[650]处于上述范围内可以在宽的可见光区域内提供均匀的相位差值。因此，在宽的波长范围内的光从采用该相位差膜的液晶显示装置内均匀地泄露，并且进一步降低了液晶显示装置的斜向色移。特别是，采用该相位差膜的液晶显示装置减少了红色区域内的漏光，并且防止了显示图像的红色着色。
Re[550]和Rth[550]可以通过使用椭圆偏光光谱仪“M-220”(商品名，JASCO(日本分光)株式会社制造)来测定。折射率nx、ny和nz能够通过以下方式来测定：使用面内相位差值(Re)和在550nm的波长和23℃下通过将慢轴倾斜40°作为倾角而测定的相位差值(R40)、光学元件(或相位差膜)的厚度(d)，以及光学元件(或相位差膜)的平均折射率(n0)；并且使用下列表达式(i)至(iii)来进行计算数值计算。然后，从下列表达式(iv)能够计算出Rth。这里，Φ和ny′分别用下列表达式(v)和(vi)来表示。
Re＝(nx-ny)×d                                ...(i)
R40＝(nx-ny′)×d/cos(Φ)                     ...(ii)
(nx+ny+nz)/3＝n0                              ...(iii)
Rth＝(nx-nz)×d                               ...(iv)
Φ＝sin-1[sin(40°)/n0]                       ...(v)
ny′＝ny×nz[ny2×sin2(Φ)+nz2×cos2(Φ)]1/2  ...(vi)
在本发明的说明书中，Rth[550]/Re[550]指的是在23℃下使用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值和面内相位差值之间的比率(也称作Nz系数)。
如上所述，本发明的相位差膜满足表达式Rth[550]＜Re[550]，因此具有小于1的Nz系数。优选本发明的相位差膜的Nz系数大于0并且小于1。即，优选本发明的相位差膜满足表达式0nm＜Rth[550]＜Re[550]。更优选本发明的相位差膜的Nz系数为0.2-0.8，特别优选0.3-0.7，最优选0.4-0.6。Nz系数处于上述范围内使得可以对斜向相位差值进行适当的调节(例如减少相位差值的角度依赖性)，从而增大液晶显示装置的斜向对比度。
优选相位差膜的透光率在23℃下使用波长为550nm的光测量为大于或者等于80％，更优选大于或者等于85％，特别优选大于或者等于90％。
相位差膜的光弹性系数的绝对值(C[550](m2/N))在23℃下使用波长为550nm的光测量为小于或者等于50×10-12。这样的光弹性系数的绝对值防止了由于液晶面板的偏光片的收缩应力或者背光的热所导致的相位差膜的相位差值的偏移或不均匀，从而提供具有良好的显示均匀性的液晶显示装置。优选相位差膜的C[550]为1×10-12至40×10-12，特别优选3×10-12至30×10-12，最优选5×10-12至25×10-12。C[550]处于上述范围内可以提供预期的相位差值，并且减少相位差膜的相位差值的偏移或者不均匀。
A-3.用于相位差膜的聚合物膜
含有热塑性树脂作为主要成分的聚合物膜的拉伸膜被用作本发明的相位差膜。在本发明的说明书中，术语“拉伸膜”是指通过以下方法获得的在特定方向上具有增强的分子配向(alignment)的塑料膜：在适当的温度下对未拉伸膜施加张力；或者对预先拉伸过的膜施加张力。
上述热塑性树脂没有特别限制。例如，可以使用具有优异的透明性、拉伸性能、取向性能、机械强度和防水性的热塑性树脂。热塑性树脂的例子包括：通用塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯、聚氯乙烯、纤维素酯、聚苯乙烯、ABS树脂、AS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚偏二氯乙烯；通用工程塑料，例如聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸乙二酯；和超级工程塑料，例如聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、多芳基化物、液晶聚合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺和聚四氟乙烯。热塑性树脂可以单独使用或者组合使用。热塑性树脂可以在适当的聚合物改性后使用。聚合物改性的例子包括共聚、交联以及对分子末端和立构规整性(stereoregularity)的改性。
优选含有热塑性树脂作为主要成分的聚合物膜的玻璃态转化温度(Tg)为90℃-185℃，更优选90℃-150℃，特别优选100℃-140℃，最优选110℃-130℃。玻璃态转化温度(Tg)可以通过根据JIS K7121(：1987)的DSC方法来测定。
优选含有热塑性树脂作为主要成分的聚合物膜的吸水率为0.01％-5％，更优选0.05％-4％，特别优选0.1％-3％，最优选0.2％-2％。吸水率处于上述范围内可以提供具有良好的相位差值稳定性的相位差膜。相位差膜的吸水率可以通过根据JIS K7209(：2000)的方法来测定。相位差膜的吸水率通过本发明中要使用的树脂的取代基种类或者羟基的存在与否(或者保留量(remaining amount))来适当地调节。
任何合适的成型方法可以被用作获得含有热塑性树脂作为主要组分的聚合物膜的方法。成型方法的例子包括例如压塑法、传递模塑法、注塑法、挤出法、吹塑法、粉末模塑法、FRP模塑法和溶剂浇铸法(solventcasting)。其中，特别优选挤出法或者溶剂浇铸法，因为能够得到具有良好的光学均匀性(例如均匀的面内相位差值和厚度方向的相位差值)的高度光滑的相位差膜。具体地说，挤出法包括：在加热下将含有作为主要组分的热塑性树脂、增塑剂、添加剂等的树脂组合物熔融；通过使用T-模具等在例如浇铸辊(casting roll)的衬底(substrate)(也称作支撑(support))的表面上将该熔融的树脂组合物挤出成为薄膜；并且整体冷却以制得膜。具体地说，溶剂浇铸法包括：使通过将含有作为主要组分的热塑性树脂、增塑剂、添加剂等的树脂组合物溶解在溶剂中而制备的浓溶液(浓液)消泡；在例如无接头不锈钢环带(endlessstainless steel)、转鼓或者聚合物膜(例如PET膜)的衬底(也称作支撑)的表面上将该消泡的溶液均匀地浇铸成薄膜；并且将溶剂蒸发以制得膜。
用于形成聚合物膜的条件可以根据树脂的组成或种类、或者成型方法而适当地选择。通过挤出法获得具有良好的光学均匀性的聚合物膜的条件包括，例如：树脂温度为170℃-250℃；和卷绕辊(冷却鼓)温度为50℃-100℃，并且优选从高温缓慢地冷却。在溶剂浇铸法中，所使用的溶剂的例子包括甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氢呋喃、二甲亚砜、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-甲基吡咯烷酮、环戊酮、环己酮和甲基异丁基酮。溶剂的干燥温度优选为50℃-180℃，更优选80℃-150℃，并且优选溶剂从低温缓慢地加热干燥。
含有热塑性树脂作为主要组分的聚合物膜可以进一步含有任何合适的添加剂。添加剂的具体例子包括增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、阻燃剂、着色剂、抗静电剂、相容剂、交联剂、增稠剂和相位差值调节剂。所使用的添加剂的种类和数量可以根据目的而适当地设定。例如，将聚合物膜中的总固体含量作为100，优选添加剂的含量为0.01(重量比)到10(重量比)，更优选0.05(重量比)到8(重量比)，最优选0.1(重量比)到5(重量比)。
优选本发明的相位差膜是含有具有由下列通式(I)所代表的化学结构的聚缩醛类树脂作为主要成分的聚合物膜的拉伸膜。聚缩醛类树脂可以通过使用在主链或侧链上具有羟基的聚合物树脂和醛经过缩合反应获得。在本发明的说明书中，聚缩醛类树脂包括通过使用酮经过缩醛化作用而获得的反应产物，其是类似于醛的羰基化合物(也称作缩酮(ketal))。由下列通式(I)缩代表的化学结构衍生自醛或酮。
Figure C20061000329300191
在通式(I)中：R1代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或环状的烷基，具有1到4个碳原子的直链或支链的烷氧基，卤原子，具有1到4个碳原子的卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；R2和R3不同时为氢原子。
在通式(I)中，取代基R2、R3和R4用于控制取代基所连接的苯环的构象。具体地说，在含有具有由通式(I)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛类树脂作为主要成分的拉伸聚合物膜中，由于位阻现象，取代基可以轻易地构象(conform)在通式(I)的两个氧原子之间。因此，苯环的平面结构可以是基本垂直于连接两个氧原子的虚拟线而配向。本发明的相位差膜的波长色散性可能是由于基本垂直于连接两个氧原子的虚拟线而配向的苯环的波长色散性和主链结构的波长色散性之间的相互作用而获得。
通式(I)中的R1、R2、R3和R4可以各自根据与聚合物树脂的主链或者侧链上的羟基反应以获得聚缩醛类树脂的醛(典型地，苯甲醛)或酮(典型地，苯乙酮或二苯甲酮)的种类而适当地选择。醛可以用于取代R1的氢原子，并且酮可以用于取代R1上除了氢原子之外的取代基。
苯甲醛的具体例子包括：2-甲基苯甲醛、2-氯苯甲醛、2-硝基苯甲醛、2-乙氧基苯甲醛、2-(三氟甲基)苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、2，4-二羟基苯甲醛、2，4-二磺基苯甲醛钠、邻磺基苯甲醛二钠、对二甲氨基苯甲醛、2，6-二甲基苯甲醛、2，6-二氯苯甲醛、2，6-二甲氧基苯甲醛、2，4，6-三甲基苯甲醛(米醛)、2，4，6-三乙基苯甲醛、以及2，4，6-三氯苯甲醛。苯乙酮的具体例子包括：2-甲基苯乙酮、2-氨基苯乙酮、2-氯苯乙酮、2-硝基苯乙酮、2-羟基苯乙酮、2，4-二甲基苯乙酮、4’-苯氧基-2，2-二氯苯乙酮、以及2-溴-4’-氯苯乙酮。二苯甲酮的例子包括：2-甲基二苯甲酮、2-氨基二苯甲酮、2-羟基二苯甲酮、4-硝基二苯甲酮、2，4’-二氯二苯甲酮、2，4’-二羟基二苯甲酮、4，4’-二氯二苯甲酮、4，4’-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、以及2-氯-4’-二氯二苯甲酮。醛和酮的进一步的例子包括：1-萘醛、具有取代基的2-萘醛、9-蒽醛、具有取代基的9-蒽醛、萘乙酮、芴-9-醛、以及2，4，7-三硝基芴-9-酮。醛或酮可以单独使用或者组合使用。醛或酮可以经过适当的改性而使用。
优选通式(I)中的R1为氢原子或者甲基，更优选为氢原子。优选通式(II)中的R2和R3各自分别代表甲基、乙基、卤原子或者卤代烷基，更优选为甲基。优选通式(I)中的R4代表氢原子、甲基、乙基、卤原子或者卤代烷基，更优选为甲基。引入这些取代基，从而提供具有优异的光学性能的相位差膜。
更优选本发明的相位差膜是含有具有由下列通式(II)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛类树脂作为主要成分的聚合物膜的拉伸膜。聚乙烯醇缩醛类树脂可以通过使用例如聚乙烯醇类树脂和醛或酮经过缩合反应(也称作缩醛化)而获得。将含有具有由下列通式(II)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛类树脂作为主要成分的聚合物膜适当地拉伸，从而提供表现出反向波长色散性并且具有优异的成型性和拉伸性的相位差膜。
Figure C20061000329300211
在通式(II)中：R1代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或环状的烷基，具有1到4个碳原子的直链或支链的烷氧基，卤原子，具有1到4个碳原子的卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；R2和R3不同时为氢原子；并且1代表1或者更大的整数。
缩醛化(acetalization)包括在无机强酸催化剂或者有机强酸催化剂的存在下聚乙烯醇类树脂和醛或酮之间的反应。酸催化剂的具体例子包括盐酸、硫酸、磷酸和对甲苯磺酸。缩醛化中的反应温度通常高于0℃并且等于或低于所使用的溶剂的沸点，优选10℃-100℃，更优选20℃-80℃。反应温度处于上述范围内可以高产率地提供聚乙烯醇缩醛类树脂。在缩醛化中所使用的溶剂的具体例子包括：醇，例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇；环醚，例如4-二氧六环；和疏质子溶剂，例如N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲亚砜。溶剂可以单独使用或者组合使用。而且，可以将水和上述溶剂混合使用。
要被用作聚乙烯醇缩醛类树脂的原材料的聚乙烯醇类树脂可以通过以下方式获得，例如：使通过乙烯酯(vinyl ester)类单体的聚合而获得的乙烯酯类聚合物皂化；然后将乙烯酯单元转化成乙烯醇单元。乙烯酯类单体的例子包括甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯和柯赫酸乙烯酯(vinyl versatate)。其中，优选醋酸乙烯酯。
可以采用适当的平均聚合度作为被用作聚乙烯醇缩醛类树脂的原材料的聚乙烯醇类树脂的平均聚合度。优选聚乙烯醇类树脂的平均聚合度为800-3,600，更优选1,000-3,200，最优选1,500-3,000。聚乙烯醇类树脂的平均聚合度可以通过根据JIS K6726(：1994)的方法来测定。
要用于本发明的相位差膜的聚乙烯醇缩醛类树脂的缩醛化度(degree of acetalization)优选为40mol％到99mol％，更优选50mol％到95mol％，最优选60mol％到90mol％。缩醛化度处于上述范围内可以提供具有优异的光学性能、成型性、拉伸性和相位差值的稳定性的相位差膜。
缩醛化度指的是实际上发生了缩醛化的乙烯醇单元与可以通过缩醛化被转化成缩醛单元的乙烯醇单元的比率。聚乙烯醇类树脂的缩醛化度可以从核磁共振光谱(1H-NMR)来测定。
特别优选本发明的相位差膜为含有具有由下列通式(III)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛类树脂作为主要成分的聚合物膜的拉伸膜。聚乙烯醇缩醛类树脂可以通过例如使用聚乙烯醇类树脂和两种或更多种的醛和两种或更多种的酮、或者至少一种醛和至少一种酮经过缩合反应(也称作缩醛化)而获得。将含有具有由下列通式(III)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛类树脂作为主要成分的聚合物膜适当地拉伸，从而提供表现出反向波长色散性并且具有优异的成型性、拉伸性和相位差值的稳定性的相位差膜。而且，相位差膜通过拉伸具有优异的取向性能，因而可以具有减少的厚度。
Figure C20061000329300231
在通式(III)中：R1、R5和R6各自独立地代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或环状的烷基，具有1到4个碳原子的直链或支链的烷氧基，卤原子，卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；R2和R3不同时为氢原子；R7代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，苄基，甲硅烷基，磷基(phosphoric group)，酰基，苯甲酰基或者磺酰基；l、m和n各自代表1或者更大的整数。
在通式(III)中，取代基R5和R6用于精细地控制相位差膜的波长色散性，该相位差膜是通过对含有具有由通式(III)所代表的化学结构的聚缩醛类树脂作为主要成分的聚合物膜进行拉伸而获得的。具体地说，引入取代基R5和R6，从而使取代基基本平行于聚合物膜的拉伸方向而配向。本发明的相位差膜的波长色散性可能是由基本垂直于连接两个氧原子的虚拟线而配向的苯环的波长色散性、和上述主链结构的波长色散性、以及取代基R5和R6的波长色散性之间的相互作用而获得的。而且，引入取代基R5和R6，从而进一步改进聚合物膜的成型性、拉伸性、相位差值的稳定性和拉伸的取向性。
R5和R6可以各自根据与聚乙烯醇类树脂反应以获得聚缩醛类树脂的醛(典型地，苯甲醛)或酮(典型地，苯乙酮或二苯甲酮)的种类适当地选择。醛和酮的具体例子与上述相同。
优选R5代表氢原子或者甲基，更优选氢原子。优选R6代表甲基或者乙基，更优选乙基。引入这样的取代基，从而提供具有优异的成型性、拉伸性、相位差值的稳定性和拉伸的取向性的相位差膜。
在通式(III)中，取代基R7用于保护残留的羟基(封端处理(endcap treatment))，从而将吸水率调节到适当的值并且增大树脂在溶剂中的溶解度、成型性和相位差值的稳定性。因此，根据所获得的相位差膜的吸水率或者光学性能以及相位差膜的用途，可以不用对R7的位置进行封端处理(即，R7可以代表氢原子)。
R7代表可以通过与具有残留羟基的聚乙烯醇缩醛类树脂的羟基反应形成取代基(即，其可以进行封端处理)的任何合适的基团(典型地，保护基)。保护基的具体例子包括：苄基、4-甲氧基苯甲基、甲氧基甲基、三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基、甲磺酰基和双-4-硝基苯基亚磷酸酯(bis-4-nitrophenylphosphite)。根据与羟基反应的取代基的种类，可以使用任何合适的反应条件进行封端处理。例如，诸如烷基化、苄基化、甲硅烷基化、磷酸化和磺酰化之类的反应各自包括在例如4-(N，N-二甲基氨基)吡啶的催化剂的存在下，在25℃-100℃下将具有残留羟基的聚乙烯醇缩醛类树脂和目标取代基的氯化物搅拌1小时到20小时。优选R7代表三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基或者叔丁基二甲基甲硅烷基。使用这样的取代基，从而提供甚至在高温和高湿等的环境中具有高度的透明性和优异的相位差值的稳定性的相位差膜。
在通式(III)中，l、m和n之间的比例可以根据取代基的种类和目的而适当地选择。将l、m和n的总量作为100(mol％)，优选l为5-30(mol％)，m为20-80(mol％)，n为1-70(mol％)。将l、m和n的总量作为100(mol％)，特别优选l为10-28(mol％)，m为30-75(mol％)，n为1-50(mol％)。将l、m和n的总量作为100(mol％)，更优选l为15-25(mol％)，m为40-70(mol％)，n为10-40(mol％)。l、m和n之间的比例处于上述范围内可以提供表现出反向波长色散性并且具有特别优异的成型性、拉伸性、相位差值的稳定性和拉伸的取向性的相位差膜。
A-4.制作相位差膜的方法
本发明的相位差膜能够通过例如以下方式获得：将可收缩膜附着到含有热塑性树脂作为主要成分的聚合物膜的两侧；然后使用辊式拉伸机通过纵向单轴拉伸法对其整体进行热拉伸。可收缩膜用于在热拉伸的过程中在与拉伸方向相垂直的方向上提供收缩力，并且用于提高厚度方向的折射率(nz)。将可收缩膜附着到聚合物膜两侧的方法没有特别限制。但是，从优异的可操作性和经济效率的角度考虑，其优选的方法包括在聚合物膜和各个可收缩膜之间提供含有丙烯酸聚合物作为基础聚合物的丙烯酸压敏粘合层而使聚合物膜和可收缩膜粘结。
将参考图1描述制备本发明的相位差膜的方法的例子。图1是显示本发明的相位差膜的典型制备过程的概念的示意图。例如，聚合物膜302从第一传送部件301传送。各自配置有压敏粘合层的可收缩膜304和306分别通过层积辊307和308被附着到聚合物膜302的两侧。可收缩膜304从第二传送部件303传送，而可收缩膜306从第三传送部件305传送。两侧附着有可收缩膜的聚合物膜在通过不同速度比的辊310、311、312和313所产生的膜纵向的张力下(同时在通过可收缩膜的收缩而产生的厚度方向的张力下)进行拉伸处理，同时通过温度控制装置309保持恒温。各自配置有压敏粘合层的可收缩膜304和306在第一卷绕(take-up)部件314和第二卷绕部件316处被卷绕起来，并且本发明的相位差膜318在第三卷绕部件319处被卷绕起来。
优选在140℃下，可收缩膜在膜纵向的收缩率S(MD)为2.7％-9.4％，并且膜宽度方向的收缩率S(TD)为4.6％-15.8％。优选可收缩膜的宽度方向的收缩率和纵向的收缩率之间的差值ΔS＝S(TD)-S(MD)为3.2％-9.6％。收缩率和收缩率之间的差值在上述范围内能够提供具有优异的光学均匀性并且满足如上述部分A-1所述的光学性能的相位差值。
收缩率S(MD)和S(TD)可以根据JIS Z1712(：1997)所述的热收缩率A方法来测定(除了将加热温度从120℃变为140℃并且对样件施加3g负荷之外)。具体地说，分别在纵向(纵向MD)和宽度方向(横向TD)上选取各自的宽度为20mm并且长度为150mm的五个样品。在相隔大约100mm的各样件中心处作标记。将带有3g负荷的各样件垂直悬挂在保持140℃±3℃的空气循环式恒温浴中。将样件加热15分钟，从恒温浴中取出，然后在标准条件(室温)下静置30分钟。随后，根据JIS B7507，使用卡尺测量标记之间的距离，从而得到五个测量值的平均值。收缩率可以通过表达式S(％)＝[(加热前标记之间的距离(mm)-加热后标记之间的距离(mm)/加热前标记之间的距离(mm)]×100来计算。
优选可收缩膜为拉伸膜，例如双轴拉伸膜或单轴拉伸膜。拉伸膜可以通过以下方法获得：通过挤出法形成片状未拉伸膜；然后使用例如同步双轴拉伸机或类似设备，以预定的拉伸比在纵向和/或横向对未拉伸膜进行拉伸。形成条件和拉伸条件可以根据所使用树脂的组成或种类以及目的而适当地选择。
形成可收缩膜的材料的例子包括聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯。特别地，从优异的机械强度、热稳定性、表面均匀性等的角度来看，优选使用双轴拉伸聚丙烯膜作为可收缩膜。
只要能够满足本发明的目的，用于例如一般包装、食品包装、托盘包装、可收缩标签、帽形密封和电绝缘的用途的市售可收缩膜可以被适当地选择和用作上述可收缩膜。市售可收缩膜可以直接使用，或者可以在对该可收缩膜进行例如拉伸处理或收缩处理之类的加工后使用。市售可收缩膜的具体例子包括：“ALPHAN系列”(商品名，Oji(王子)制纸株式会社生产)、“FANCYTOP系列”(商品名，Gunze(郡是)株式会社生产)；“TORAYFAN系列”(商品名，Toray(东丽)工业株式会社生产)、“SUN·TOX-OP系列”(商品名，SUN·TOX株式会社生产)和“TOHCELLO OP系列”(商品名，TOHCELLO株式会社生产)。
在对含有热塑性树脂作为主要成分的聚合物膜和可收缩膜的层积体进行热拉伸的过程中温度控制设备内的温度(也称为拉伸温度)可以根据预期的相位差值、要使用的聚合物膜的种类、厚度适当地选择。优选拉伸温度为Tg+1℃到Tg+30℃(这里，Tg代表聚合物膜的玻璃态转化温度)，因为处于上述温度范围内相位差值易于均匀，并且该膜几乎不结晶(变的有云花纹)。更具体地说，优选拉伸温度为90℃-170℃，更优选为100℃-160℃，最优选110℃-150℃。玻璃态转化温度可以根据JIS K7121(：1987)的方法通过DSC测量来测定。
温度控制设备没有特别限制，其具体例子包括：热空气或者冷空气在其中循环的空气循环式恒温炉；使用微波或者远红外线的加热器；以及采用用于温度调节的加热辊、热管辊、金属带等的任何合适的加热方法或者温度控制方法。
在含有热塑性树脂作为主要成分的聚合物膜和可收缩膜的层积体的热拉伸过程中的拉伸比(拉伸比)可以根据预期的相位差值、要使用的聚合物膜的种类、厚度等适当地选择。具体地说，优选拉伸比为1.1倍-2.5倍，更优选1.2倍-2.0倍。拉伸过程中的传送速度没有特别限制，但是，考虑到拉伸机的加工精度、稳定性等，优选传送速度为0.5米/分钟到30米/分钟，更优选1米/分钟到20米/分钟。上述拉伸条件能够提供不仅满足预期的光学性能还具有优异的光学均匀性地相位差膜。
B.偏光元件
B-1.偏光元件的概述
图2A到2C各自是说明根据本发明的偏光元件的典型优选实施方式的截面示意图。注意，为清楚起见，图2A到2C中各构件的长、宽和厚度之间的比与实际构件不同。偏光元件10配置有偏光片1和相位差膜2。在实际应用中，偏光元件可以在偏光片1的外侧(没有相位差膜2的一侧)上包括任何合适的保护层。图2A显示了一个实施方式，其中偏光元件10在偏光片1的一侧配置有相位差膜2(不通过粘合层)。在这样的实施方式中，相位差膜也充当偏光片一侧的保护层，从而有助于减少偏光元件的厚度。根据这样的实施方式的偏光元件可以通过以下方法制作：例如，利用毛细现象，在偏光片和相位差膜之间引入有机溶剂；然后用有机溶剂使得偏光片和相位差膜彼此粘附。图2B显示了一个实施方式，其中偏光元件10在偏光片1的一侧上通过粘合层3配置有相位差膜2。在这样的实施方式中，相位差膜也充当偏光片一侧的保护层，从而有助于减少偏光元件的厚度。而且，这样的实施方式可以提供包括即使在高温和高湿环境中也几乎不会彼此剥离的偏光片和相位差膜的偏光元件。图2C显示一个实施方式，其中偏光元件10通过粘合层3在偏光片1的一侧配置有保护层4，并且通过粘合层5在保护层4的一侧(与偏光片1相对的一侧)配置有相位差膜2。这样的实施方式可以提供包括即使在高温和高湿环境中也几乎不会彼此剥离的偏光片和相位差膜的偏光元件。而且，这样的实施方式可以提供几乎不会因为偏光片的收缩应力而引起相位差膜的偏移和相位差值的不均匀的偏光元件。本发明的偏光元件不限于上述实施方式所述的那些，在图2A到2C所示的构件之间可以配置其它构件。下文中，将给出对于本发明的偏光元件的构件的详细说明。
B-2.偏光片
在本发明的说明书中，偏光片是指能够将自然光或偏振光转化成合适的偏振光的光学膜。任何合适的偏光片可以被用作用于本发明的偏光板的偏光片。优选使用能够将自然光或偏振光转化成线性偏振光的膜。
偏光片可以具有任何合适的厚度。偏光片的厚度通常为5μm至80μm，优选10μm至50μm，更优选20μm至40μm。偏光片的厚度在上述范围内能够提供优异的光学性能和机械强度。
优选偏光片的透光率(单轴透射率)在23℃下使用波长为440nm的光测量为大于或者等于41％，更优选大于或者等于43％。单轴透射率的理论上限为50％。优选偏振度为99.8％-100％，更优选99.9％-100％。透光率和偏振度在上述范围内能够进一步增大使用本发明的偏光元件的液晶显示装置的法线方向的对比度。
单轴透射率和偏振度可以使用分光光度计“DOT-3”(商品名，Murakami(村上)色彩技术研究所制造)来测定。偏振度可以通过以下方式来测定：测量偏光片的平行透光率(H0)和垂直透光率(H90)；并且使用下列方程式。偏振度(％)＝{(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100。平行透光率(H0)是指通过将两个同样的偏光片堆叠为使得其各自的吸收轴彼此平行而制造的平行层积偏光片的透光率。垂直透光率(H90)是指通过将两个同样的偏光片堆叠为使得其各自的吸收轴彼此垂直而制造的垂直层积偏光片的透光率。透光率指的是根据JIS Z8701-1982，通过两度视场(C源)经过颜色校正而获得的Y值。
优选上述偏光片由含有聚乙烯醇类树脂作为主要成分的聚合物膜的拉伸膜形成，其含有二色性物质。含有聚乙烯醇类树脂作为主要成分的聚合物膜通过例如JP 2000-315144 A的[实施例1]所述的方法支撑，该专利在此并入作为参考。
所使用的聚乙烯醇类树脂可以通过以下方法制备：聚合乙烯酯类单体以得到乙烯酯类聚合物；然后使乙烯酯类聚合物皂化以便将乙烯酯单元转化成乙烯醇单元。乙烯酯类单体的例子包括甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯和柯赫酸乙烯酯。其中，优选乙酸乙烯酯。
聚乙烯醇类树脂可以具有任何合适的平均聚合度。优选平均聚合度为1,200-3,600，更优选1,600-3,200，最优选1,800-3,000。聚乙烯醇类树脂的平均聚合度可以通过根据JIS K6726-1994的方法来测定。
从偏光片的耐久性考虑，优选聚乙烯醇类树脂的皂化度为90.0mol％至99.9mol％，更优选95.0mol％至99.9mol％，最优选98.0mol％至99.9mol％。
皂化度指的是实际上被皂化成乙烯酯单元的单元与可以通过皂化被转化成乙烯酯单元的单元的比率。聚乙烯醇类树脂的皂化度可以根据JIS K6726-1994来测定。
要被用作偏光片的含有聚乙烯醇类树脂作为主要组分的聚合物膜可以优选含有多元醇作为增塑剂。多元醇的例子包括乙二醇、甘油、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇和三羟甲基丙烷。多元醇可以单独使用或者组合使用。在本发明中，从拉伸性、透明性、热稳定性等的角度来看，优选使用乙二醇或者甘油。
将聚乙烯醇类树脂中的总固体含量作为100，优选本发明中多元醇的用量为1-30(重量比)，更优选3-25(重量比)，最优选5-20(重量比)。多元醇的用量在上述范围内能够进一步增强着色性或拉伸性。
任何合适的二色性物质可以被用作二色性物质。其具体例子包括碘和二色性染料。在本发明的说明书中，术语“二色性”指的是光吸收在光学轴方向及与其垂直的方向的两个方向上不同的光学各向异性。
二色性染料的例子包括红BR、红LR、红R、粉红LB、品红BL、枣红GS、天蓝LG、柠檬黄、蓝BR、蓝2R、深蓝RY、绿LG、紫罗兰LB、紫罗兰B、黑H、黑B、黑GSP、黄3G、黄R、橙3R、深红GL、深红KGL、刚果红、亮紫BK、Supra蓝G、Supra蓝GL、直接天蓝、直接耐晒橙S(Direct Fast Orange S)和耐晒黑(Fast Black)。
将参照图3描述生产偏光片的方法的例子。图3是显示本发明中所使用的偏光片的典型生产过程的原理示意图。例如，将含有聚乙烯醇类树脂作为主要组分的聚合物膜201从送料辊200进料，浸入碘的水溶液浴210中，随后在通过不同速度比的辊211和212所产生的膜的纵向张力下进行膨胀和着色处理。接着，将膜浸入到含有硼酸和碘化钾的水溶液的浴220中，然后通过不同速度比的辊221和222所产生的膜的纵向张力下进行交联处理。经过交联处理的膜通过辊231和232浸入到含有碘化钾的水溶液的浴230中，并且进行水洗处理。经过水洗处理的膜通过干燥设备240进行干燥以调节其含湿量，然后在卷绕部件(take up)260中卷绕起来。含有聚乙烯醇类树脂作为主要组分的聚合物膜可以通过上述方法拉伸到原始长度的5-7倍，从而提供偏光片250。
偏光片可以具有任何合适的含湿量。更具体地说，优选含湿量为5％-40％，更优选10％-30％，最优选20％-30％。
除上述偏光片外，本发明中所使用的偏光片的进一步的例子包括：通过对含有二色性物质的聚合物膜进行拉伸而制备的偏光片、通过使含有二色性物质和液晶化合物的液晶组合物在特定方向上配向而制备的宾/主型O-型偏光片(US5,523,863)、和通过使溶致液晶在特定方向上配向而制备的E-型偏光片(US6,049,428)。
B-3.粘合层
参考图2B和2C，粘合层3和5各自被配置在偏光片1和相位差膜2之间、偏光片1和保护层4之间或者保护层4和相位差膜2之间，以将构件连接在一起。粘合层没有特别限制，只要其用于将构件连接在一起。其可以使用的例子包括粘合层、压敏粘合层和结合层(anchorcoat layer)。
任何合适的粘合剂可以用于形成粘合层，优选粘合剂是具有优异的透明性、热稳定性、低的双折射等的材料。其具体例子包括水性粘合剂、热塑性粘合剂、热熔性粘合剂、橡胶类粘合剂、热固性粘合剂、单体反应型粘合剂、无机粘合剂和天然粘合剂。从优异的光学透明性、耐气候性和耐热性的角度出发，其优选的例子包括：含有脂肪族异氰酸酯作为主要成分的单体反应型粘合剂“Takenate 631”(商品名，购自Mitsui Takeda(三井武田)化学株式会社)；和含有具有乙酰乙酰基的改性聚乙烯醇作为主要成分的水性粘合剂“GOHSEFIMER Z系列”(商品名，购自Nippon(日本)合成化学工业株式会社)。粘合层的厚度可以根据用作粘附体的树脂的种类、粘合强度、粘合剂的使用环境等适当地确定。优选粘合层的厚度为0.01μm至50μm，更优选0.05μm至20μm，最优选0.1μm至到10μm。
任何合适的压敏粘合剂可以用于形成压敏粘合层。优选具有优异的透明性、热稳定性、低的双折射等的材料。压敏粘合剂的具体例子包括溶剂型压敏粘合剂、非水乳液型压敏粘合剂、水性压敏粘合剂、热熔性压敏粘合剂、液体硬化型压敏粘合剂、硬化型压敏粘合剂以及在压延中使用的压敏粘合剂。从优异的光学透明性、合适的压敏粘合性能(例如湿润性、凝聚性和粘附性)、以及优异的耐气候性和耐热性的角度出发，优选使用的压敏粘合剂是含有丙烯酸聚合物作为基础聚合物的溶剂型压敏粘合剂(也称为丙烯酸压敏粘合剂)。其具体例子是含有丙烯酸压敏粘合剂作为压敏粘合剂层的双面光带“SK-2057”(商品名，购自Soken(综研)化学工业株式会社)。优选压敏粘合层的厚度为1μm至100μm，更优选5μm至80μm，最优选10μm至到50μm。
任何合适的压敏粘合剂可用于形成结合层的材料，优选压敏粘合剂是具有优异的透明性、热稳定性、低的双折射等的材料。其具体例子包括各自含有聚酯、聚丙烯(polyacryl)、聚氨酯、聚偏二氯乙烯等作为主要成分的热塑性树脂组合物。热塑性树脂中，优选使用含有聚酯作为主要成分的热塑性树脂作为形成结合层的材料。更优选使用含有通过聚氨酯和聚酯的共聚而获得的改性聚酯作为主要成分的热塑性树脂作为形成结合层的材料。这样的改性聚酯通过JP 08-122969 A中第[0025]到[0032]段所述的方法制备，该专利在此并入作为参考。改性聚酯的具体例子是“VYLON UR系列”(商品名，购买自Toyobo(东洋纺)株式会社)。
使用任何合适的涂布器的涂布方法可以被用作形成粘合层的方法。涂布器的具体例子包括反向辊涂布器、正旋辊涂布器、凹版式涂布器、刮刀式涂布器、棒式涂布器、槽孔涂布器、幕帘式涂布器、喷注式涂布器、气刀涂布器、吻合式涂布器、浸渍涂布器、液滴涂布器、刮板式涂布器、流延涂布器、喷雾涂布器、自旋涂布器、挤出式涂布器和热熔式涂布器。其中，本发明中所使用的涂布器的优选例子包括反向辊涂布器、正旋辊涂布器、凹版式涂布器、棒式涂布器、槽孔涂布器、幕帘式涂布器、喷注式涂布器和自旋涂布器。采用上述涂布器的涂布方法能够形成具有优异的表面均匀性和光学均匀性的非常薄的粘合层。
任何合适的方法可以被用作将粘合层层积在各构件(例如偏光片、保护层或者相位差膜)的表面上的方法。其具体例子包括热熔层积、非溶剂层积、湿层积和干层积。在使用粘合层或者结合层作为粘合层的情况下本发明优选采用湿层积，而在使用压敏粘合层作为粘合层的情况下本发明优选采用干层积。
B-4.保护层
优选使用具有优异的透明性、机械强度、热稳定性、防水性等的材料作为形成保护层的材料。其具体例子包括热固性树脂、紫外固化树脂、热塑性树脂、热塑性弹性体和生物降解塑料。其中，优选使用热塑性树脂。热塑性树脂可以是非结晶聚合物或者结晶聚合物。非结晶聚合物的优点在于表现出优异的透明性，而结晶聚合物的优点在于表现出优异的刚度、强度和耐化学性。
热塑性树脂的例子包括：通用塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯、聚氯乙烯、纤维素乙酸酯(cellulose aceate)、聚苯乙烯、ABS树脂、AS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯和来自纤维原材料的树脂；通用工程塑料，例如聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸乙二酯；和超级工程塑料，例如聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、多芳基化物、液晶聚合物、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺和聚四氟乙烯。热塑性树脂可以在适当的聚合物改性后使用。聚合物改性的例子包括共聚、分支(branching)、交联以及在分子末端和立构规整性的改性。注意：在本发明中，保护层不限于上述的那些物质。
市售的聚合物膜可以被用作保护层。其例子包括：“FUJITAC”(商品名，购自Fuji(富士)胶片工业株式会社)、“ZEONOR”(商品名，购买自Zeon(曾荣)株式会社)和“ARTON”(商品名，购自JSR株式会社)。其进一步的例子包括JP 2001-343529 A(WO 01/37007)中所述的聚合物膜，例如：含有异丁烯和N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物和/或丙烯腈/苯乙烯共聚物的树脂组合物的聚合物膜。
保护层可以具有任何合适的厚度。保护层的厚度通常为5μm到150μm，优选10μm到120μm，更优选20μm到100μm。厚度处于上述范围内可以提供优异的光学性能和机械强度。
C.液晶面板
C-1.液晶面板的概述
图4A到4D各自是根据本发明的优选实施方式的液晶面板的透视示意图。液晶面板100配置有液晶单元50和本发明的偏光元件10。在图4A和4B的每一个中，液晶面板100配置有：在液晶单元50的一侧的偏光元件10(相位差膜2和偏光片1的层积体)、以及在液晶单元50的另一侧的合适的光学膜30(典型地，保护层或者另一个相位差膜)和偏光片20。图4A显示了相位差膜2的慢轴基本平行于偏光片1的吸收轴的情况，而图4B显示了相位差膜2的慢轴基本垂直于偏光片1的吸收轴的情况。在图4C中，液晶面板100配置有：在液晶单元50的一侧上的偏光元件10(相位差膜2和偏光片1的层积体)和合适的光学膜30(典型地，保护层或者另一个相位差膜)、以及在液晶单元50的另一侧上的偏光片20。图4C显示了相位差膜2的慢轴基本垂直于偏光片1的吸收轴的情况，但相位差膜2的慢轴也可以基本平行于偏光片1的吸收轴。图4A到4C所示的实施方式各自可以使得液晶面板的斜向漏光减少并且使得液晶面板的斜向对比度增大。在图4D中，液晶面板100配置有：在液晶单元50的两侧上的偏光元件10(10′)、在液晶单元50的一侧上的合适的光学膜30(典型地，保护层或者另一个相位差膜)。相位差膜2被配置成使其慢轴与偏光片1(1′)的吸收轴基本成45°。图4D所示的实施方式允许将圆偏振板(circularlypolarizing plate)用于偏光元件10(10′)。
在本发明的说明书中，短语“基本平行”包括相位差膜2的慢轴与偏光片1的吸收轴形成0°±2.0°的情况，优选0°±1.0°，更优选0°±0.5°。短语“基本垂直”包括相位差膜2的慢轴与偏光片1的吸收轴形成90°±2.0°的情况，优选90°±1.0°，更优选90°±0.5°。短语“基本成45°”包括相位差膜2的慢轴与偏光片1的吸收轴形成45°±2.0°的情况，优选45°±1.0°，更优选45°±0.5°。角度极大地偏离上述范围易于导致液晶面板的正面对比度和斜向对比度降低。在下文中，将详细说明本发明的液晶面板的构件。
C-2.液晶单元
用于本发明的液晶面板的液晶单元配置有：一对基板、和配置在基板对之间作为显示介质的液晶层。一个基板(主动矩阵基板)配置有：用于控制液晶的电光性能的开关元件(典型地，TFT，未显示)；用于为开关元件提供门信号的扫描线(未显示)和用于为其提供源信号的信号线(未显示)。另一个基板(滤色片基板)配置有滤色片。滤色片也可以配置在主动矩阵基板中。基板对之间的距离(单元间隙)通过隔离物(未显示)来控制。由例如聚酰亚胺形成的配向膜(未显示)被配置在与液晶层相接触的每一个基板的一侧上。
优选液晶层含有向列型液晶，该向列型液晶在没有电场的情况下，以选自扭转配向(twisted alignment)、垂直配向、均匀配向、弯曲配向和混合配向中地至少一种分子配向而配向。扭转配向指的是液晶分子基本平行于两个基板的表面而配向并且配向方向在基板之间扭转90°的状态。采用在没有电场的情况下以扭转配向来配向的向列型液晶的驱动模式的典型例子是扭转向列(TN)模式。垂直配向指的是液晶分子基本垂直于两个基板的表面而配向的状态。采用在没有电场的情况下以垂直配向来配向的向列型液晶的驱动模式的典型例子是垂直配向(VA)模式。均匀排列指液晶分子基本平行于两个基板的表面配向的状态。采用在没有电场的情况下以均匀配向来配向的向列型液晶的驱动模式的典型例子是面内切换模式(IPS)和均匀ECB模式。弯曲排列指的是如下状态：其中液晶分子被配置为基本平行于一个基板的表面，并且被配置为持续不断地改变角度以基本垂直于朝向液晶层中心的基板的表面并且基本平行于远离液晶层中心的另一个基板的表面。采用在没有电场的情况下以弯曲配向来配向的向列型液晶的驱动模式的典型例子是光学补偿弯曲(OCB)模式。混合配向指的是如下状态：其中液晶分子基本垂直于一个基板的表面而配向，并且在一个方向上平行于另一个基板的表面而配向(因此，液晶分子的配向在两个基板之间连续弯曲90°)。采用在没有电场的情况下以混合配向来配向的向列型液晶的驱动模式的典型例子是混合配向向列(hybrid alignmentnematic)(HAN)模式。
根据目的，任何合适的向列型液晶可用作向列型液晶。例如，向列型液晶可具有正介电各向异性或负介电各向异性。优选具有负介电各向异性的向列型液晶用于VA模式的液晶显示装置中。具有正介电各向异性的向列型液晶的具体例子包括“ZLI-4535”(商品名，日本Merck(默克)公司提供)。具有负介电各向异性的向列型液晶的具体例子包括“ZLI-2806”(商品名，日本Merck(默克)公司提供)。寻常光折射率(no)与非寻常光折射率(ne)之间的差值，即，双折射(ΔnLC)，可以根据液晶单元的响应速度、透光率等适当地选择。
根据目的，任何合适的单元间隙可用作液晶单元的单元间隙(基板之间的距离)。但是，优选单元间隙为1.0μm到7.0μm。单元间隙在上述范围内能够减少响应时间并且提供良好的显示性能。
C-3.另一个相位差膜
在本发明中，根据液晶单元的驱动模式可以使用任何合适的相位差膜(根据液晶单元的驱动模式，可以省略另一个相位差膜)。参照图4A到4D，另一个相位差膜30被配置在液晶单元50与偏光片20之间，或者在液晶单元50与相位差膜2(2′)之间。注意，在图4A到4D的每一个中，一个相位差膜30被配置在液晶单元50的一侧。但是，两个相位差膜30可以被配置在液晶单元50的一侧，或者一个或多个相位差膜可以被配置在液晶单元的每一侧。在使用另外的两个或多个相位差膜的情况下，相位差膜可以是彼此相同或不同的。
优选相位差膜30用于光学补偿或者消除液晶单元50的相位差值。图5是说明通过使用另一个相位差膜来消除液晶单元的相位差值的原理的典型原理图。在本发明的说明书中，短语“消除液晶单元的相位差值”指的是对相位差值进行光学补偿以便使液晶单元与另一个相位差膜的层积体具有由nx＝ny＝nz的关系所表达的基本各向同性的折射率分布。如图6所示，优选具有由nz＞nx＞ny的关系所表达的折射率分布的液晶单元(典型地，具有TN模式、OCB模式或HAN模式的驱动模式的液晶单元)的相位差值能够通过将具有由nx＞ny＞nz的关系所表达的折射率分布的另一个相位差膜配置为使得液晶单元的慢轴与另一个相位差膜的慢轴彼此垂直而消除，例如。为了清晰起见，图6仅显示了液晶单元具有由nz＞nx＞ny的关系所表达的折射率分布的情况。但是，例如，通过使用另一个具有适当的折射率分布的相位差膜，可以明显地消除具有由nz＞nx＝ny的关系所表达的折射率分布的液晶单元的相位差值或者具有由nx＞ny＝nz的关系所表达的折射率分布的液晶单元的相位差值。
可以选择任何合适的材料作为形成另一个相位差膜的材料。优选使用具有优异的透明性、机械强度、热稳定性、防水性能等的材料。其具体例子包括：含有热塑树脂作为主要成分的聚合物膜的拉伸膜；以及通过使液晶化合物以适当的配向方式来配向，并且使配向的液晶化合物固定或者固化而制备的光学膜。注意，依照液晶单元的折射率分布(最后，相位差值)，另一个相位差膜具有合适的相位差值。
C-4.配置各构件的方法
根据目的，可以使用任何合适的方法作为配置各构件(例如相位差膜、偏光片或者液晶单元)的方法。优选在构件之间配置粘合层(典型地，粘合层或压敏粘合层)，并且将相对的构件粘合在一起。构件之间的间隙充填有粘合层，从而在将构件并入到液晶显示装置中时，防止各个构件的光学轴之间关系的改变和构件磨损所致的损坏。而且，可以减少构件之间的间隙处的界面反射，并且可以增大使用该构件的液晶显示装置的法线方向和斜向的对比度。
粘合层可以具有如上述B-2部分所述的同样范围的厚度。粘合层可以由上述B-2部分所述的同样材料形成。
D.液晶显示装置
本发明的液晶面板可以用于：液晶显示装置，例如个人计算机、液晶电视、便携式电话或个人数字助理(PDA)；或者图像显示装置，例如有机电致发光显示器(有机EL)、投影仪、投影电视或等离子电视。特别是，优选本发明的液晶面板用于液晶显示装置，特别优选用于液晶电视。
图6是根据本发明优选实施方式的液晶显示装置的截面示意图。液晶显示装置150配置有：液晶面板100，配置在液晶面板100两侧上的保护层60和60′，配置在保护层60和60’外侧的表面处理层70和70′，以及都配置在表面处理层70′的外侧(背光(backlight)侧)上的亮度增强膜80、棱镜片110、光导板120和光源130。经过了硬膜处理、抗反射处理、防粘处理、扩散处理(也称作防眩处理)等的处理层被用作表面处理层70和70′。具有偏光选择层的偏光分离膜“D-BEF系列”(商品名，Sumitomo(住友)3M株式会社制造，例如)或类似膜被用作亮度增强膜80。使用上述光学构件，从而得到具有较好显示性能的显示装置。在另一个实施方式中，只要得到本发明的效果，根据驱动模式或者液晶单元的用途，图6中所示的光学构件可以部分省略或者由其它构件代替。
将参照实施例和对比实施例更详细地说明本发明。但是，本发明不限于那些实施例。实施例中的分析方法如下所述。
(1)组成比(composition ration)的测定：
使用核磁共振光谱分析仪“LA400”(商品名，JEOL公司制造，测量溶剂：DMSO-d溶剂，频率：400MHz，所观察的核(nucleus)：1H，测量温度：25℃)，由位于0.83ppm、0.95-2.0ppm、3.5-5.0ppm和6.76ppm处的峰测定组成比。
(2)玻璃态转化温度的测定：
使用差示扫描量热仪“DSC-6200”(商品名，Seiko(精工)电子有限公司制造)，通过根据JIS K7121(：1987)的方法(用于检测塑料转变温度的方法)测量玻璃态转化温度。具体地说，在氮气氛下(气体流速为50ml/min)将10mg的粉末样本加热(升温速度为10℃/min)来进行2次测量，并且将第二个数据作为玻璃态转化温度。量热仪使用参考物质(铟)来进行温度校正。
(3)测量厚度的方法：
少于10μm的厚度使用薄膜厚度分光光度计“多通道光电探测器(MCPD-2000)”(商品名，Otsuka(大塚)电子株式会社制造)来测量。大于或者等于10μm的厚度使用数字千分尺“KC-351C-型”(商品名，Anritsu(安立)株式会社制造)来测量。
(4)测定相位差值(Re、Rth)的方法：
相位差值是在23℃下使用波长为550 nm的光，使用椭圆偏光光谱仪“M-220”(商品名，JASCO(日本分光)公司制造)来测量。波长为450nm和650nm的光也用于波长色散的测量。
(5)测量膜的平均折射率的方法：
膜的平均折射率是在23℃下使用波长为589nm的光，通过使用阿贝折射仪“DR-M4”(商品名，Atago(爱宕)株式会社制造)来测量折射率而测定。
(6)测量透光率的方法：
透光率是在23℃下使用波长为550nm的光，使用紫外-可见光分光光度计“V-560”(商品名，JASCO(日本分光)公司制造)来测量。
(7)测量光弹性系数的方法：
尺寸为2cm×10cm的样品中心处的相位差值(23℃/550nm波长)是通过使用椭圆偏光光谱仪“M-220”(商品名，JASCO(日本分光)公司制造)在应力(5-15N)下，同时固定样品的两端来测量的，然后由应力和相位差值的函数的斜率计算光弹性系数。
(8)吸水率的测定：
吸水率是通过根据JIS K7209(：2000)的方法(塑料的吸水率和沸水吸收率的测定方法)来测定的。试样的尺寸为50mm×50mm，厚度为40μm-100μm。
(9)测定液晶显示装置的对比度的方法：
实施例4(下文描述)中的液晶显示装置的测量是在23℃下在暗室中，将背光打开一段预定时间后，通过使用下列测量设备和方法来进行的。在液晶显示装置上显示白色图像和黑色图像，通过使用“EZContrast 160D”(商品名，ELDIM SA制造)对显示屏在极角为78°的方向上的所有方位方向(0°到360°)的XYZ显示系统的Y值进行测量。从白色图像的Y值(YW)和黑色图像的Y值(YB)来计算所有方位角的对比度“YW/YB”，从而给出了单色阴影的等高线图。注意，极角为78°是指，将显示屏的法线方向作为0°而倾斜78°的方向。
(10)测定液晶显示装置的色移的方法：
实施例4(下文描述)中的液晶显示器的测量是在23℃下在暗室中，将背光打开一段预定时间后，通过使用下列测量设备和方法来进行的。具体地说，在液晶显示装置上显示黑色图像，通过使用“EZContrast 160D”(商品名，ELDIM SA制造)对显示屏在极角为78°的方向上的所有方位方向(0°到360°)的XYZ显示系统的X值和Y值进行测量。所测量的值被绘制在XY色度图上。
[参考实施例1]树脂的合成(i)
将5.0g聚乙烯醇类树脂“NH-18”(商品名，得自日本合成化学株式会社，聚合度：1,800，皂化度：99.0％)在105℃下干燥2小时，然后将其溶解在95ml二甲亚砜(DMSO)内。将3.78g的2，4，6-三甲基苯甲醛(米醛)、1.81g丙醛和1.77g对甲苯磺酸一水合物加入到溶液中，然后将该溶液整体在40℃下搅拌4小时。将所得到的反应产物滴加到含有2.35g碳酸氢钠的水/乙醇溶液(体积/体积为2/1)中进行再沉淀。将过滤所得到的聚合物溶解在四氢呋喃中，并且将溶液滴加到二乙醚中进行再沉淀。将过滤所得到的聚合物干燥，从而获得7.89g白色聚合物。1H-NMR测量证实该白色聚合物是具有由下列结构式(IV)(l∶m∶n＝22∶46∶32)所代表的结构的聚乙烯醇缩醛类树脂。差示扫描量热法证实该白色聚合物的玻璃态转化温度为102℃。
Figure C20061000329300401
[参考实施例2]树脂的合成(ii)
将5.0g聚乙烯醇类树脂“NH-18”(商品名，得自日本合成化学株式会社，聚合度：1,800，皂化度：99.0％)在105℃下干燥2小时，然后将其溶解在95ml二甲亚砜(DMSO)内。将2.02g的2，4，6-三甲基苯甲醛(米醛)和0.44g对甲苯磺酸一水合物加入到溶液中，然后将该溶液整体在40℃下搅拌2小时。向其中加入13.41g的1，1-二乙氧基乙烷(乙缩醛)，将该溶液整体在40℃下继续搅拌2小时。然后向其中加入1.18g三乙胺，从而完成反应。将所得到的反应产物(聚合物)滴加到甲醇中进行再沉淀。聚合物沉淀后，通过倾析去除上清液，然后向该聚合物中加入甲醇/水溶液(体积/体积为1/1)，从而对该聚合物进行清洗。将过滤所得到的聚合物干燥，从而获得7.50g白色聚合物。1H-NMR测量证实该白色聚合物是具有由下列结构式(V)(l∶m∶n＝21∶58∶21)所代表的结构的聚乙烯醇缩醛类树脂。差示扫描量热法证实该白色聚合物的玻璃态转化温度为120℃。
[参考实施例3]聚合物膜的制作(i)
将在参考实施例2中所获得的17.7重量份的聚乙烯醇缩醛类树脂(结构式(V)，l∶m∶n＝21∶58∶21)溶解于100重量份的甲苯，从而制成溶液。使用comma涂布器将该溶液均匀涂布到聚对苯二甲酸乙二酯膜“Lumirror S27-E”(商品名，得自Toray(东丽)工业株式会社，厚度为75μm)的表面上。将其整体在多室空气循环干燥炉(误差±1℃)内从在低温80℃保持20分钟、在120℃保持20分钟并且在140℃保持30分钟来逐渐升温而进行干燥，从而制成干燥后厚度为155μm、残留挥发物含量为2％的聚合物膜。该聚合物膜的透光率为90％，并且其吸水率为3％。
[参考实施例4]树脂的合成(iii)
将具有由下列结构式(VI)所代表的结构的单体A和具有由下列结构式(VII)所代表的结构的单体B以A/B为32/68(mol/mol)的比率溶解在氢氧化钠水溶液中，并且向其中加入少量氢硫化物。接着，将二氯甲烷加入到混合物中，然后在20℃下将光气吹入到混合物中60分钟。将对叔丁基苯酚加入到所得到的反应溶液中以进行乳化。然后，向其中加入三乙胺，并且将其整体在30℃下搅拌3小时，从而完成反应。反应完成后，从反应溶液中分离出有机层，然后蒸发出二氯甲烷，从而获得不透明白色聚合物。1H-NMR测量证实该不透明白色聚合物是聚碳酸酯类树脂，其具有与所使用的原料基本相同的组成比。差示扫描量热法证实该不透明白色聚合物的玻璃态转化温度为227℃。
Figure C20061000329300412
Figure C20061000329300421
[参考实施例5]聚合物膜的制作(ii)
将在参考实施例4中所获得的聚碳酸酯类树脂(17.7重量份)溶解在二氯甲烷(100重量份)中，从而制成溶液。使用comma涂布器将该溶液均匀涂布到聚对苯二甲酸乙二酯膜“Lumirror S27-E”(商品名，得自Toray(东丽)工业株式会社，厚度为75μm)的表面上。将其整体在多室空气循环干燥炉(误差±1℃)内从在低温30℃保持20分钟、在60℃保持20分钟、并且在130℃保持30分钟来逐渐升温而进行干燥，从而制成干燥后厚度为80μm并且残留挥发物含量为1％的聚合物膜。该聚合物膜的透光率为90％。
[参考实施例6]另一个相位差膜的制作
使用2，2’-二氯-4，4’，5，5’-联苯四羧酸二酐(40mmol)和2，2-双-(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯(40mmol)作为起始物料(单体)，通过传统方法合成聚酰亚胺(重均分子量为94,000，平均折射率为1.57，Δnxz为0.07)。将该聚酰亚胺(17.7重量份)溶解在甲基异丁基酮(100重量份)中，从而制成溶液。用棒式涂布器将该溶液以一个方向涂布到三乙酰基纤维素膜“FUJITAC UZ”(商品名，得自Fuji(富士)胶片工业株式会社)的表面上。将其整体在空气循环式恒温加热炉中在135±1℃下干燥5分钟，然后在空气循环式恒温加热炉中在150±1℃下蒸发溶剂10分钟，从而制成具有三乙酰基纤维素膜层和聚酰亚胺层(厚度为3.1μm)的层积体作为层积相位差膜X。层积相位差膜X的Re[550]为0.2nm，并且Rth[550]为290nm。
[参考实施例7]偏光片的制作
使用辊式拉伸机，将含有聚乙烯醇作为主要组分的聚合物膜“9P75R”(商品名，得自Kuraray(可乐丽)株式会社，厚度为75μm，平均聚合度为2,400，皂化度为99.9mol％)单轴拉伸2.5倍，同时使聚合物膜在保持在30℃±3℃下并且含有碘和碘化钾的着色浴中着色。接着，在保持在60℃±3℃并且含有硼酸和碘化钾的水溶液中将该聚合物膜单轴拉伸到聚乙烯醇膜的原始长度的6倍，同时进行交联反应。将所得到的膜在空气循环式恒温加热炉中在50℃±1℃下干燥30分钟，从而得到各自的含湿量为23％、厚度为28μm、偏振度为99.9％并且单轴透射率为43.5％的偏光片P1和P2。
[参考实施例8]VA模式的液晶单元的制作
将液晶面板从包括VA模式(正常黑色模式)的液晶单元的市售液晶显示装置“32英寸TH-32LX10”(Matsushita(松下)电器产业株式会社制造)中取出。去除配置在液晶单元上方和下方的多个构件(压敏粘合层、偏光板和相位差膜)，然后清洗液晶单元的玻璃表面(前后表面)。在不施加电场的情况下，该液晶单元的Rth[550]为320nm。
[实施例1]相位差膜的制作(i)
将双轴拉伸聚丙烯膜“TORAYFAN E60，高收缩型”(商品名，得自Toray(东丽)工业株式会社，厚度为60μm)通过丙烯酸压敏粘合层(厚度为15μm)附着到以与参考实施例3同样的方法所得到的聚合物膜(厚度为155μm，平均折射率为1.50，Re[550]为2.0nm，Rth[550]为2.0nm)的每一侧。然后，使用辊式拉伸机，将所得到的产物在空气循环式干燥炉中在141℃±1℃(距离膜背面3cm处的温度)下拉伸1.5倍，同时固定膜的纵向，从而制成相位差膜A。表1集中显示了所得到的相位差膜A的性能和下述实施例2和对比实施例1的相位差膜的性能。相位差膜A的一部分在空气循环式干燥炉中在80℃±1℃下静置100小时，相位差膜A的测量证实Re[550]的改变在2％之内，从而表明相位差膜A的相位差值具有极好的稳定性。
表1
  实施例1   实施例2  对比实施例1
  相位差膜   A   B  C
  厚度(μm)   160   91  78
  玻璃态转变温度(℃) 120 120 227
  透光率(％)   90   90  90
  Re[450](nm)   227   115  112
  Re[550](nm)   270   137  138
  Re[650](nm)   286   145  143
  Re[45O]/Re[550]   0.84   0.84  0.81
  Re[550]/Re[650]   0.94   0.94  0.96
  Rth[450](nm)   114   58  111
  Rth[550](nm)   135   68  137
  Rth[650](nm)   143   73  142
  Rth[450]/Rth[550]   0.84   0.85  0.81
  Rth[550]/Rth[650]   0.94   0.93  0.96
  Nz系数   0.5   0.5  1.0
  C[590]×10<sup>-12</sup>(m<sup>2</sup>/N)   21   21  57
实施例1中所使用的双轴拉伸聚丙烯膜在140℃下在MD方向上的收缩率为6.4％，在TD方向上的收缩率为12.8％。实施例1中所使用的丙烯酸压敏粘合剂通过以下方法制备：使用通过溶液聚合而合成的丙烯酸异壬酯(重均分子量为550,000)作为基础聚合物；将基础聚合物作为100重量份，混合3重量份的聚异氰酸酯化合物交联剂“CORONATE L”(商品名，得自日本合成化学株式会社)和10重量份的催化剂“OL-1”(商品名，得自Tokyo(东京)精细化学品公司)。
[实施例2]相位差膜的制作(ii)
除了：拉伸前聚合物膜的厚度变为90μm；拉伸温度从141℃变为138℃；和拉伸比从1.5倍变为1.6倍之外，以与实施例1相同的方式制作相位差膜B。表1显示了所得到的相位差膜B的性能。
[对比实施例1]
将双轴拉伸聚丙烯膜“TORAYFAN E60，高收缩型”(商品名，得自Toray(东丽)工业株式会社，厚度为60μm)通过丙烯酸压敏粘合层(厚度为15μm)附着到以与参考实施例5同样的方法所得到的的聚合物膜(厚度为80μm，平均折射率为1.55，Re[550]为2.0nm，Rth[550]为5.0nm)的每一侧。然后，使用辊式拉伸机，在空气循环式干燥炉中在220℃±1℃(距离膜背面3cm处的温度)下将所得到的产品拉伸1.2倍，同时固定膜的纵向，从而制成相位差膜C。表1显示了所得到的相位差膜C的性能。
[实施例3]偏光元件的制作(i)
将在实施例1中得到的相位差膜A通过含有带有乙酰乙酰基的改性聚乙烯醇作为主要组分的粘合层“GOHSEFIMER Z200”(商品名，得自日本合成化学株式会社，厚度为1μm)层积到在参考实施例7中得到的偏光片P1的一侧，使得相位差膜A的慢轴平行于偏光片P1的吸收轴(0°±0.5°)，从而得到偏光元件A。
[参考实施例9]偏光元件的制作(ii)
将在参考实施例6中得到的层积相位差膜X通过含有具有乙酰乙酰基的改性聚乙烯醇作为主要组分的粘合层“GOHSEFIMER Z200”(商品名，得自日本合成化学株式会社，厚度为1μm)层积到在参考实施例7中得到的偏光片P2的一侧，使得层积相位差膜X的慢轴平行于偏光片P2的吸收轴(0°±0.5°)，从而得到偏光元件B。
[实施例4]液晶面板和液晶显示装置的制作
将在实施例3中得到的偏光元件A通过丙烯酸压敏粘合层(厚度为20μm)层积到在参考实施例8中得到的液晶单元的观看侧(viewerside)表面，使得：相位差膜A被配置在偏光片P1和液晶单元之间；并且液晶单元的长边与偏光片P1的吸收轴彼此平行。接着，将在参考实施例9中得到的偏光元件B通过丙烯酸压敏粘合层(厚度为20μm)层积到液晶单元的背光侧，使得：层积相位差膜X被配置在偏光片P2和液晶单元之间；并且液晶单元的短边与偏光片P2的吸收轴彼此平行。
将由此得到的液晶面板A连接到背光单元，从而制成液晶显示装置A。在背光打开之后，液晶面板就在整个表面表现出良好的显示均匀性。然后，将背光打开10分钟，从而测量斜向对比度和斜向色移。图7显示了所得到的液晶显示装置的斜向对比度的等高线图，而图8显示了xy色度图。图7显示，对比度大于或者等于90的白色显示部分(对比度非常高的部分)广泛地伸展在显示屏的所有方位方向(尤其是在垂直和水平方向上)，并且在78°极角和360°方位角处的平均斜向对比度是44.7(最大对比度：55.3，最小对比度：30.9)。图8显示，对各方位方向的(X，Y)测量值均集中在XY色度图的一个非常窄的区域内，因此斜向色移小。将背光再打开3小时，视觉观察显示屏。结果，没有观察到显示不均匀，液晶显示装置A具有良好的显示均匀性。
[评价]
如实施例1至4所示，具有在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数(m2/N)的绝对值为小于或等于50×10-12并且满足Re[450]＜Re[550]＜Re[650]和Rth[550]＜Re[550]的关系的相位差膜实际上是通过下列方法制作的：将具有预定收缩率的可收缩膜附着到含有具有特定结构的聚乙烯醇缩醛作为主要组分的聚合物膜的每一侧；并对其整体进行热拉伸。并入了本发明的相位差膜的液晶显示装置显示出良好的显示性能(高对比度和小色移)，并且即使在背光长时间打开后仍具有良好的显示均匀性。与此相反，对比实施例1的相位差膜满足Re[450]＜Re[550]＜Re[650]的关系，但是却具有大的光弹性系数的绝对值。而且，对比实施例1的相位差膜是通过与实施例相同的方法获得的，然而，其并不满足Rth[550]＜Re[550]的关系。
如上所述，本发明的相位差膜具有小的光弹性系数的绝对值并且显示出反向波长色散性能，因此对改进液晶显示装置的显示性能非常有用。所以，本发明的液晶面板可以适用于液晶显示装置或液晶电视。
在不偏离本发明的范围和精神的情况下，许多其它的改变对本领域技术人员来说是显而易见和容易实施的。因此，应当理解，所附权利要求的范围不意味着受说明书的细节所限制，而是广泛的解释。

Claims (20)

1.一种相位差膜，其含有在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数的绝对值为小于或等于50×10-12m2/N的聚合物膜的拉伸膜，该相位差膜满足下列表达式(1)和(2)：
Re[450]＜Re[550]＜Re[650]    …(1)
Rth[550]＜Re[550]            …(2)
在表达式(1)和(2)中：Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值；并且，
面内相位差值通过表达式Re＝(nx-ny)×d来确定，厚度方向的相位差值通过表达式Rth＝(nx-nz)×d来确定，其中，nx代表相位差膜提供最大面内折射率的方向的折射率，ny代表相位差膜在同一平面内垂直于提供最大面内折射率的方向的方向的折射率，nz代表相位差膜在厚度方向的折射率，d代表相位差膜的厚度。
2.根据权利要求1所述的相位差膜，其厚度为20μm到200μm。
3.根据权利要求1所述的相位差膜，其Re[550]为20nm到400nm。
4.根据权利要求1所述的相位差膜，其Re[450]/Re[550]为0.70到0.99。
5.根据权利要求1所述的相位差膜，其Rth[550]/Re[550]大于0并且小于1。
6.根据权利要求1所述的相位差膜，其Rth[550]为10nm到200nm。
7.根据权利要求1所述的相位差膜，其中所述聚合物膜的玻璃态转化温度为90℃到185℃。
8.根据权利要求1所述的相位差膜，其中所述的聚合物膜含有具有以下通式(I)所代表的化学结构的聚缩醛类树脂作为主要成分：
在通式(I)中：R1代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或环状的烷基，具有1到4个碳原子的直链或支链的烷氧基，卤原子，卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；并且R2和R3不同时为氢原子。
9.根据权利要求8所述的相位差膜，其中所述的聚合物膜含有具有以下通式(II)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛类树脂作为主要成分：
Figure C2006100032930003C2
在通式(II)中：R1代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或环状的烷基，具有1到4个碳原子的直链或支链的烷氧基，卤原子，卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；R2和R3不同时为氢原子；并且l代表1或更大的整数。
10.根据权利要求9所述的相位差膜，其中所述的聚合物膜含有具有以下通式(III)所代表的化学结构的聚乙烯醇缩醛类树脂作为主要成分：
Figure C2006100032930004C1
在通式(III)中：R1、R5和R6各自独立地代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或环状的烷基，取代或非取代的苯基，取代或非取代的萘基，取代或非取代的蒽基，或者取代或非取代的菲基；R2、R3和R4各自独立地代表氢原子，具有1到4个碳原子的直链、支链或者环状的烷基，具有1到4个碳原子的直链或者支链的烷氧基，卤原子，卤代烷基，硝基，氨基，羟基，氰基或者硫羟基；R2和R3不同时为氢原子；R7代表氢原子，具有1到8个碳原子的直链、支链或者环状的烷基，苄基，甲硅烷基，磷酸基，酰基，苯甲酰基或者磺酰基；并且l、m和n各自代表1或者更大的整数。
11.根据权利要求10所述的相位差膜，其中将l、m和n的总量作为100mol％，l为5-30mol％，m为20-80mol％，并且n为1-70mol％。
12.一种偏光元件，其包括：
相位差膜和偏光片，其中：
所述相位差膜含有在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数的绝对值为小于或等于50×10-12m2/N的聚合物膜的拉伸膜；并且
所述相位差膜满足下列表达式(1)和(2)：
Re[450]＜Re[550]＜Re[650]    …(1)
Rth[550]＜Re[550]            …(2)
在表达式(1)和(2)中：Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；
Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值；并且，
面内相位差值通过表达式Re＝(nx-ny)×d来确定，厚度方向的相位差值通过表达式Rth＝(nx-nz)×d来确定，其中，nx代表相位差膜提供最大面内折射率的方向的折射率，ny代表相位差膜在同一平面内垂直于提供最大面内折射率的方向的方向的折射率，nz代表相位差膜在厚度方向的折射率，d代表相位差膜的厚度。
13.根据权利要求12所述的偏光元件，其中所述相位差膜和所述偏光片被直接层积在一起。
14.根据权利要求12所述的偏光元件，其中所述相位差膜和所述偏光片通过粘合层被层积在一起。
15.根据权利要求12所述的偏光元件，进一步包括在所述相位差膜和所述偏光片之间的保护层。
16.一种液晶面板，其包括：
偏光元件，其包括相位差膜和偏光片；和
液晶单元，其中：
所述偏光元件内的相位差膜含有在23℃下利用波长为550nm的光测量的光弹性系数的绝对值为小于或等于50×10-12m2/N的聚合物膜的拉伸膜；并且
所述相位差膜满足下列表达式(1)和(2)：
Re[450]＜Re[550]＜Re[650]    …(1)
Rth[550]＜Re[550]            …(2)
在表达式(1)和(2)中：Re[450]、Re[550]和Re[650]分别代表在23℃下利用波长为450nm、550nm和650nm的光测量的面内相位差值；并且Rth[550]代表在23℃下利用波长为550nm的光测量的厚度方向的相位差值；并且，
面内相位差值通过表达式Re＝(nx-ny)×d来确定，厚度方向的相位差值通过表达式Rth＝(nx-nz)×d来确定，其中，nx代表相位差膜提供最大面内折射率的方向的折射率，ny代表相位差膜在同一平面内垂直于提供最大面内折射率的方向的方向的折射率，nz代表相位差膜在厚度方向的折射率，d代表相位差膜的厚度。
17.根据权利要求16所述的液晶面板，其中所述偏光元件被配置在所述液晶单元的一侧。
18.根据权利要求16所述的液晶面板，其中所述偏光元件被配置在所述液晶单元的两侧。
19.根据权利要求16所述的液晶面板，其是驱动模式选自TN模式、VA模式、IPS模式、均匀ECB模式、OCB模式和HAN模式的液晶面板。
20.一种液晶显示装置，其包括根据权利要求16所述的液晶面板。
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